| 研究領域 | 植物と微生物の共創による超個体の覚醒 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05150
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
晝間 敬 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (20714504)
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| 研究分担者 |
大森 良弘 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20398390)
田畑 亮 名古屋大学, 生命農学研究科, 特任講師 (30712294)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
49,400千円 (直接経費: 38,000千円、間接経費: 11,400千円)
2023年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2022年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2021年度: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
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| キーワード | 植物超個体 / 根圏内生糸状菌 / 植物成長促進 / 窒素欠乏 / フィールド / シロイヌナズナ / 根圏細菌 / トリプトファン由来の二次代謝物 / 超個体 / 内生糸状菌 / 細菌群 / 窒素枯渇 / 安定同位体 / トリプトファン / 二次代謝物 / 根圏微生物 / 植物栄養 / 器官間コミュニケーション / トレードオフ突破 / 共生 / 病原 / イメージング / 窒素輸送 / 硝酸トランスポーター / Colletotrichum / トレードオフ打破 / 内生菌 / 病原菌 / 超個体化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物は葉圏・根圏に内包される多様な微生物と相互作用しており、それらの微生物と協働することにより、様々なストレス環境へと適応している。 本研究は、植物と糸状菌・細菌から構成される根圏微生物集団との間の協働（共生）を促すことにより植物の貧栄養環境適応能を飛躍的に向上させることを目指す。同時に、根圏微生物集団の根感染が植物の個体生長を促す分子基盤を根と地上部間での器官間コミュニケーションに着目することで明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、窒素が枯渇した圃場環境でアブラナ科の植物の成長を顕著に促す内生糸状菌Colletotrichum tofieldiae (Ct)による植物成長促進機構を探索した。Ctの菌糸を介した窒素栄養の植物への供給に加えて、Ctが植物の硝酸吸収経路を高める中で植物成長を促すことを分子遺伝学的解析を駆使することで明らかにした。さらに、Ctは植物根圏に有用細菌を誘引して、共同で植物成長を促すことを発見した。以上から、圃場環境で認められた顕著な植物成長促進効果はCt単独による植物成長促進効果に加えて根圏細菌との共同的な植物成長促進効果もが複合的に合わさった結果であることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
環境が変動し周囲の微生物集団が存在する圃場環境で植物の成長を安定的に促す微生物を同定しそのメカニズムを解明し活用することは環境に負荷をかけない農業を達成するためには重要である。本研究においては、植物の成長を複数のメカニズムを駆使して複数の異なる圃場環境で促す共生糸状菌を発見した。また、本研究は特定の有用微生物だけでなくそれに誘引されるパートナー微生物を併せて活用することで植物の成長をさらに増強させられることを示唆しており、これまでの植物と微生物の1対1相互作用を超えた３者関係を分子遺伝学的に紐解く新たな学問領域の創出にもつながる成果となる。
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